直流电弧炉技术.doc

直流电弧炉技术德国MAN-GHH集团早在1984年，就开始Unarc型直流电弧炉的研究开发工作。但在其国内，由MAN-GHH集团提供的大型Unarc型直流电弧炉到目前为止仅有两台，它们分别是德国乔奇斯玛丽赫特钢厂的125t电弧炉(1994年投产)和德国普瑞奥萨克钢公司佩尼钢厂的100t电弧炉(1995年投产)，而且都是代替原有转炉的。(1)MAN-GHH集团直流电弧炉的特点：MAN-GHH集团直流电弧炉的炉底电极特点是：根据炉子的不同容量，把100250根触针埋入炉子中央部分的耐火材料里。在触针的下端进行强制空冷，以防耐火材料中的触针熔损。尽管耐火材料中与钢水接触部分的触针上部会熔化。由于触针反复熔化和凝固，不会有消耗。但是，耐火材料一旦减少，触针就会损耗。所以，在触针上装有热电偶，到设定温度就更换炉底电极。(2)德国乔奇斯玛丽赫特钢厂125t直流电弧炉的设备与生产工艺125t直流电弧炉的设备该直流电弧炉的炉壳直径7300mm，变压器功率130MVA，底电极强制空冷，顶电极直径700 mm；以天然气为燃料的5只烧嘴分别布置在炉门口、EBT出钢口上部和炉壁三个区域，天然气消耗量为400m3/h，氧耗为800m3/h。底电极为触针型(原为190根，1996年10月已改为244根)。触针直径45mm，触针长度1590mm，触针露出小炉底2535mm。炉下底电极顶出装置为6只液压缸，顶距3m，电炉配备EBT出钢系统。炉盖为全水冷结构，中心部位的小炉盖内径800mm，外径1300mm。炉盖向出钢口旋转，最大旋转角为85。炉子通过液压向出钢侧和炉门侧倾动。出钢侧最大倾角为25，向炉门侧最大倾角为15。炉壳上部贴有17块水冷块。700电极有喷淋装置。电炉水冷系统采用闭循环，循环水量为1900m3/h，进口水温27，出口水温3540。125t直流电弧炉的冶炼工艺及其冶金效果a.125t直流电弧炉的冶炼工艺125t直流电弧炉的冶炼工艺主要围绕熔料、去磷和升温三大任务展开。其冶炼工艺流程为：补炉进料(第一料篮)通电氧气和天然气助燃停电进料(第二料篮)通电氧气和天然气助燃成分分析测温流渣测温和成分分析定氧停电出钢(打开EBT出钢口)塞EBT出钢口补炉。具体工艺操作要点为：补炉：在中后期34炉补一次，补炉砂用量6kg/t；采用旋转补炉机喷补。另外，炉门口是补炉重点，基本上每炉都要补一次。进第1次料：料重为总料重的60%70%。料高用料篮压。同时，通过计算机画面作通电前的设备检查。通电：用小电流和小电压起弧，然后用大电流和大电压。氧燃烧嘴和喷枪助燃：开启5只氧燃烧嘴；同时通过喷枪吹氧切割炉门口的废钢。进第2次料：料重为总料重的30%40%。天然气和喷枪助燃1020min，升高电极，旋出炉盖，进第2次料。也可根据水冷炉壁冷却水温度的提高值、功率输入和第2料篮中的料源情况确定进第2次料的时间。脱磷和升温：电炉内炉料基本熔清后，可进行脱磷流渣操作。适当补加造渣材料、喷吹碳粉造泡沫渣，加速脱磷和升温，以使钢中磷达到要求，并且温度控制在1600左右。出钢：一旦磷和其它元素含量达到要求，迅速升温到1650 1 680，并用测温定氧仪测定钢液温度和钢中氧活度。符合要求后，即可出钢。b.125 t直流电弧炉的冶金效果该直流电弧炉在1994年7月投产后第5天，即投入三班运行，1996年19月的产量总计为3.51万t；最高日产22炉，一般1719炉。该直流电弧炉投产至今已获得的冶金效果如表11所示。 表11125 t直流电弧炉的冶金效果项目数值装料量/t137152出钢量/t122132冶炼时间/min6594通电时间/min4961电耗/kW.h.t-1438517电极消耗/kg.t-11.2总能耗/kW.h.t-1536608出钢前的炉渣碱度1)3.54出钢温度/1 6301 680出钢前钢中氧活度2)(10-6)400550出钢P(%)0.0030.006出钢脱硫率(%)2030出钢时的材料加入量/t24底电极寿命(次)800*：1)出钢前10 min取样；对应的FeO含量：26%34%。2)对应的C：0.02%0.07%。3.6过程计算机软件和冶金模型的开发2德国克虏伯公司Siegen-Geiswtid钢厂针对特殊钢生产线的生产特点开发了电弧炉能量输入软件包、电弧炉电极控制软件包、钢包炉电极调节软件包和浇铸控制软件包。钢包炉电极调节软件包主要控制电极和钢液面之间的距离。长电弧可避免增碳，短电弧可防止炉衬的损耗。浇铸控制软件包可保证结晶器中液面高度的精确控制、自动开浇和尽早发现浇铸的异常。另外，该厂还针对汽车用钢的特点，开发了合金化计算模型，内容包括计算合金加入量、确定加入所有材料后所需的出钢温度和各种钢水的液相线温度，计算炉渣碱度以及成品钢淬透性的范围及其调整等，如图6和图7所示。图6冶金模型的应用及其对淬透性分散范围的影响图7计算合金加入量对淬透性分散范围的影响4结论(1)德国使用电弧炉的钢厂，无论生产特殊钢还是普钢，都采用炉外精炼和连铸设备。(2)多功能喷枪、二次燃烧、铝制导电电极臂、单臂钢包炉等新技术已得到实际应用，并取得明显技术和经济效果。(3)直流电弧炉技术已相当成熟，实际操作指标已相当先进。(4)过程计算